Un étalon de résistance doit être en rapport
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7. — Les unités de résistance dont il a été question précédemment sont formées d'une matière déterminée, plus ou moins convenablement choisie et présentant un poids et des dimensions arbitraires ; mais on peut concevoir et exécuter des unités de résistance sans avoir recours aux propriétés particulières d'aucune espèce de corps, et sans introduire aucune autre notion que celle de& unités de temps, de longueur et de masse. Les unités qu'on obtient ainsi sont dites uniiéi abiolues.
Les principales grandeurs électriques sont au nombre de quatre :
La quantité, qui représente, à l'état statique, la masse d'électricité libre répandue sur la surface d'un corps conducteur, nous la représenterons par Q ;
VifUemiti du courant ^ I, qui est mesurée par ses effets chimiques et mécaniques ;
La force ilectro-motrice^ E, origine du mouvement électrique, qui est proportionnelle à l'intensité du courant qu'elle développe dans un circuit donné ;
Enfin la risUtance^ R, qui dépend de la dimension et de la nature des corps dont un circuit est composé.
Il existe entre ces quatre quantités deux relations bien connues.
En premier lieu la quantité d'électricité qui traverse un conducteur pendant un intervalle de temps I étant proportionnelle à < et à l'intensité du courant, on peut poser:
L'unité d'intensité est donc celle du courant produit par l'unité de quantité traversant un conducteur quelconque dans l'unité de temps, ou réciproquement, si Ton fixe l'unité de courant, T unité de quantité est celle qui parcourt le conducteur dans l'unité de temps.
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•argent, d'un alliage platine-argent, d'un alliage platineiridium. On a construit avec chacune de ces substances deux étalons égaux, de telle sorte que, si la résistance de quelques-uns d'entre eux venait à se modifier avec le temps ou par suite d'accident, on puisse s'en apercevoir en les comparant aux autres. Les étalons formés de métaux solides sont des fils de 0,6 à 0,8 millimètres de diamètre et de 1 à 2 mètres de longueur. Us sont recouverts de soie blanche et roulés sur un long cylindre creux ; l'espace compris entre ce cylindre et un autre cylindre extérieur est rempli de paraffine. La forme longue et creuse permet aux étalons de prendre rapidement la température du milieu ambiant ; on peut, sans les endommager, les plonger dans un bain d'eau et les conserver à la température à laquelle leur résistance représente exactement l'unité. Les étalons en mercure sont renfermés dans deux tubes de verre de 0",75 environ de longueur. Ces dix étalons ofifrent exactement la même résistance à une température qui se trouve indiquée sur chacun d'eux et qui est comprise entre là^'yi et iô^'^b cent.
Pour les copies, une durée indéfinie n'est pas indispensable, puisqu'on peut, de temps en temps, les comparer aux étalons ; mais, par contre, il convient d'employer des substances dont la résistance change peu avec la température, afin d'éviter aux expérimentateurs des pertes de temps ou des corrections importantes lorsque les essais sont faits à des températures différentes et souvent peu connues.
L'argent allemand (maiUechort) remplitassez bien ces conditions, mais M. Matthiessen a reconnu que sa résistance se modifie quelquefois avec le temps sans cause apparente ; la commission a préféré un alliage de platine-argent pour les copies qu'elle fiait exécuter, qui
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vfec les grandeurs dont on fait usage dans la pratique, pour que celles-ci lui soient facilement comparables et pour éviter l'emploi de trop grands multiples. Or Tunité absolue ^^ offre uoe résistance à peu près égale à celle de -^ de millimètre de fil de fer de h millimètres de diamètre : c'était un étalon admissible.
Les principales unités de résistance en usage avant le travail de la commission étaient : pour les expériences délicates, le pied anglais d'un fil de cuivre du poids de 100 grains (unité proposée en 18A3 par H. Wheatstone) , qui, réduit en unités françaises de fil de fer de A millimètres, représente environ 1"',26 de longueur ; pour les recherches télégraphiques, le mille anglais de fil de cuivre de yt de pouce de diamètre (unité de H. Varley) , correspondant à environ 2 kilomètres et demi de fil de fer de h millimètres; Tunité française, égale à i kilomètre de fil de fer de h millimètres; Tunité de M. Siemens, correspondant approximativement à 0,1 unité firançaise.
L'étalon de la commission anglaise devait être compris entre les deux extrêmes de ces unités. On a adopté le ^^ multiplié par 10.000.000, qui donne une résistance peu différente de l'unité Siemens, ou de 100 mètres de fil de fer de k millimètres de diamètre. C'est une grandeur convenable qui satisfait à toutes les exigences. Elle se représente par le symbole :
iQi mètre
seconde
ou
Le quart du méridien terrestre
Une seconde
12« — Weber avait déjà déterminé la grandeur de l'ooité électro-magnétique absolue de résistance par plu-
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sieurs méthodes fondées sur la force électro-motrice que développe Tinduction.
Pour une question aussi importante que celle de la fixation d'un étalon, il était prudent de ne pas s'en rapporter aux résultats trouvés par un seul observateur, aussi la commission résolut-elle de déterminer elle-même la véritable grandeur de son unité.
Le procédé qu'elle a adopté, d'après les indications de sir Willam Thomson, repose également sur l'induction et consiste à observer la déviation d'un petit aimant mobile placé au centre d'une bobine tournante soumise à l'action inductrice du magnétisme terrestre {*) .
Les expériences ont été faites à King's Collège en 1863 et 18ôA par MM. Glerk Maxwell, Fleeming Jenkin et Balfour Stewart Le nouvel étalon a été établi d'après les résultats de ces expériences.
MM. Maxwell et Jenkin admettent que cet étalon ne diffère pas de plus de 0,1 pour 100 de la véritable valeur de l'unité absolue (**).
18. — Un étalon de mesure doit être absolument invariable ; or l'unité absolue de résistance, déterminée au moyen d'expériences délicates et minutieuses, ne peut présenter ce caractère, car de nouvelles expériences faites à l'aide de méthodes perfectionnées peuvent donner une plus grande approximation et conduire à une grandeur un peu différente.
L'Association britannique a levé cette objection en admettant en principe que l'étalon, tel qu'il a été déterminé par MM. Maxwell et Jenkin, serait l'étalon définitif, mais qu'il ne serait pas présenté comme la grandeur
(*) Les expériences de la commissioD seront décrites dans ua chapitre spécial.
(**) Cette approximation est contestée par plaslenrs physiciens.
BT DE LBDR IIB8DRE EN UNITÉS ABSOLUES. 17
représentent l'unité de T Association britannique à une température d'environ 15* centigrades ; leur résistance ne varie pas de plus de 0,031 pour 100 pour chaque degré centigrade. Leur forme est d'ailleurs la même que celle des étalons.
La commission a Mt établir un certain nombre de copies qu'elle tient à la disposition des personnes qui eo font la demande au prix de 60 francs (2 livres 10 schillings).
Sur la proposition de MM. Glark et Bright on a nommé Okmade ou simplement Ohm l'étalon B. A* de l'Associa* tion britannique.
15. — En ce qui concerne les trois autres grandeurs électriques, la quantité, l'intensité et la force électromotrice, elles ne comportent pas d'étalon matériel, puisqu'elles ne peuvent se manifester sans une consommation de matière, de chaleur ou de travail ; mais on peut les mesurer directement en unités absolues au moyen d'instminents spéciaux. C'est ainsi que la boussole des tangentes peut donner la valeur de l'intensité du courant ; avec la même boussole on peut avoir la mesure de la quantité.
La force électro-motrice peut se mesurer au moyen des électro-mètres : on a cherché à réaliser des types de force électro-motrice, mais on n'a pas encore complètement réussi. Les moyens mécaniques sont trop compliqués; les couples thermo-électriques et les couples voltaîqnes n'ofireut pas une constance suffisante pour donner une mesure exacte *.
* M. LaUmer Clark a proposé récemment un élément formé de linc, mereare, solfiite de zinc et sulfiite de mercure, qui, d'après ses expériences, oflirirait, au momeut de la fermeture du circuit, une force électronotriee parteltemeot eoostante, et pourrait être employé comme étément
type.
1 8 DBS GRARDECBS iLBQTRIQtlES
MM. Ghaiies Bright et Ladmer Glafk ont proposé de donner un nom spécial, non-seulement i l*étaIon de ré^ sistance, mais encore aux unités absolues des autres grandeurs électriques.
Sur leur proposition, on a adopté le nom de Volt (Volti^ pour l'unité de force électro^motrice et Celui de Farad (Faraday) pour l'unité de quantité.
Quant à l'unité d'intensité, qui n'avait pas d'abord reçu de nom particulier, on lui a donné celui de Weber»
Nous ne dis<^uteronB pas ici le système des tmités électriques adopté par l'assôdation scientifique, nous réser* vaut d'y revenir plus tard lorsque nous les aurons complètement dédites.
Gomme ces unités se lient directement aux unités mé« caniques absolues, tious passerons d'abord rapidement en revue ces dernières.
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